ES2536776T3 - Procedimiento y sistema para codificar y decodificar una señal de video en 3D - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para codificar una señal de datos de video en 3D que comprende por lo menos un señal de datos de video primaria y una secundaria, caracterizado porque las señales de datos de video primaria y secundaria se combinan en una señal de datos de video combinada, siendo comprimida dicha señal de datos de video combinada comprendiendo que la señal de datos de video secundaria se predice temporalmente a partir de la señal de datos de video primaria, comprimiéndose la señal de datos de video primaria de un modo autocontenido, lo que significa que la predicción temporal para sus imágenes se puede realizar tan solo a partir de imágenes de su propia señal de datos primaria, para proporcionar un único flujo de bits de video comprimido, donde a continuación la única señal de datos de video comprimida se divide en flujos de bits separados, comprendiendo los flujos de bits de video separados un flujo de bits de video primario que comprende datos para la señal de datos de video primaria y un flujo de bits de video secundario que comprende datos para la señal de datos de video secundaria, donde a continuación los flujos de bits de video primario y secundario se multiplexan (MUX) en una señal multiplexada, donde se asignan códigos distintos (0 × 1B, 0 × 20) a los flujos de bits primario y secundario, siendo el código asignado al flujo de video primario un código (0 × 1B) descifrable por un decodificador de video en 2D, siendo el código asignado al flujo de video secundario un código diferente, permitiendo así que un decodificador de video en 2D extraiga y decodifique tan solo el flujo de bits de video primario.

Description

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separados, comprendiendo los flujos de bits por lo menos un flujo de bits primario que comprende datos para la señal de datos de video primaria y por lo menos un flujo de bits secundario que comprende datos para la señal de datos de video secundaria, donde a continuación los flujos de bits primario y secundario se multiplexan en una señal multiplexada, y se proporcionan códigos distintos a los flujos de bits primario y secundario.
El procedimiento de la invención combina las ventajas de procedimientos anteriores a la vez que evita sus inconvenientes respectivos. Comprende comprimir conjuntamente dos o más señales de datos de video, seguido de la división del único flujo de bits comprimido en dos o más flujos de bits (primario y secundario) separados: uno “primario” que es autocontenido y es descifrable por decodificadores de video convencionales, y uno o más conjuntos de fotogramas “secundarios” (denominados flujos de representación de video auxiliar) que dependen del flujo de bits primario. Los flujos de bits separados se multiplexan donde los flujos de bits primario y secundario son flujos de bits separados provistos de códigos distintos y transmitidos. A primera vista puede parecer superfluo y un desperdicio de esfuerzo comprimir conjuntamente señales en primer lugar para luego separarlas de nuevo tras la compresión y dotarlas de códigos distintos. En todas las técnicas conocidas se da un único código en el multiplexor a las señales de datos de video comprimidas. A primera vista, la invención parece añadir una complejidad innecesaria a la codificación de la señal de datos de video.
Sin embargo, los inventores se han dado cuenta que dividir y empaquetar separadamente (es decir, dar códigos distintos al flujo de bits primario y secundario en el multiplexor) el flujo de bits primario y el secundario en la señal multiplexada da como resultado que, por un lado, un demultiplexor estándar en un sistema de video convencional reconocerá el flujo de bits primario por su código y lo enviará al decodificador de modo que el decodificador de video estándar reciba tan solo el flujo primario, no habiendo pasado el flujo secundario a través del multiplexor, y el decodificador de video estándar es capaz así de procesarlo correctamente como una señal de datos de video estándar, por ejemplo una señal de datos de video en 2D estándar y/o una señal de datos de video de 50 Hz estándar, o una señal de resolución de base mientras que, por otro lado, un sistema especializado tal como un sistema de 3D o un sistema de visualización de 100 Hz o un decodificador de video de alta resolución puede invertir completamente el proceso de codificación y recrear el flujo de bits mejorado original antes de enviarlo, por ejemplo, a un decodificador estéreo o a un decodificador de 100 Hz o a un decodificador de HDTV.
En un modo de realización del procedimiento de la invención, se codifica una señal de datos de video, comprendiendo la señal de datos de video codificada una primera y por lo menos una segunda vista que tienen fotogramas, en donde los fotogramas de la primera y la segunda vista están entrelazados para formar una secuencia de video entrelazada, donde a continuación la secuencia de video entrelazada se comprime, donde los fotogramas de la primera de las vistas se codifican y comprimen sin utilizar fotogramas de la segunda vista, y los fotogramas de la segunda vista se codifican y comprimen utilizando fotogramas de la primera vista, y donde la señal de datos de video mejorada comprimida se divide en un flujo de bits primario y uno secundario, comprendiendo cada flujo de bits fotogramas, donde el flujo de bits primario comprende fotogramas comprimidos para la primera de las vistas, y el flujo de bits secundario para la segunda de las vistas, formando el flujo de bits primario y secundario flujos de bits separados, donde a continuación el flujo de bits primario y secundario se multiplexan en una señal multiplexada, estando provistos el flujo de bits primario y secundario de códigos distintos.
Las figs. 3A y 3B ilustran el procedimiento y un sistema de codificación y un sistema de decodificación del anterior modo de realización de la invención. La fig. 3A ilustra una situación en la que se utiliza el sistema de codificación 7 de la invención y un sistema de decodificación 8 de la invención, mostrándose esquemáticamente elementos del sistema de codificación y decodificación mediante los elementos en los rectángulos de línea discontinua. La fig. 3B ilustra una situación en la que se utiliza un decodificador estándar.
Los fotogramas de la vista izquierda y derecha se entrelazan en V1 para proporcionar una señal combinada. La señal combinada recuerda a una señal de 2D. El codificador de video en 2D 5 codifica y comprime la señal entrelazada combinada. Una característica especial de la compresión es que los fotogramas en una de las vistas forman un sistema autocontenido, es decir, al comprimir no se utiliza ninguna información de la otra vista para la compresión. Los fotogramas de la otra vista se comprimen utilizando información de los fotogramas de la primera vista. La invención se aleja de la tendencia natural a tratar dos vistas en igualdad de condiciones. De hecho, las dos vistas no se tratan igualmente durante la compresión. Una de las vistas se convierte en la vista primaria, para la cual no se utiliza durante la compresión información de la otra vista, la otra vista es secundaria. Los fotogramas de la vista primaria y los fotogramas de la vista secundaria se dividen en un flujo de bits primario y un flujo de bits secundario mediante un divisor de flujo de bits BSS. El sistema de codificación comprende un multiplexor MUX que asigna un código al flujo de bits primario, por ejemplo 0 × 01 para MPEG o 0 × 1B para H.264, reconocible para video estándar como un flujo de bits de video, y un código diferente, por ejemplo 0 × 20, al flujo secundario. La señal multiplexada se transmite (T). En la fig. 3A la señal es recibida por un sistema de decodificación de acuerdo con la invención. El demultiplexor reconoce los dos flujos de bits 0 × 01 o 0 × 1B (para el flujo primario) y 0 × 20 (para el flujo secundario) y envía ambos a un concentrador de flujo de bits (BSM) que combina de nuevo el flujo primario y secundario y la secuencia de video combinada se decodifica invirtiendo el procedimiento de codificación en un decodificador. El sistema de decodificación 8 en combinación con un dispositivo de visualización en 3D forma un ejemplo de un dispositivo de visualización de acuerdo con la invención.
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En un decodificador de video especializado los fotogramas pueden ser comprimidos en un esquema muy parecido al esquema mostrado en la fig. 5. Esto se muestra en la fig. 13. La señal originada a partir de la cámara de alta velocidad se puede ver como suministrando una señal de dos conjuntos de fotogramas entrelazados (esto es, numerados como pares e impares) y estos dos se comprime por lo que los fotogramas numerados como pares se comprimen para formar un conjunto autocontenido de fotogramas a una frecuencia de 50 Hz, los fotogramas numerados como impares se comprimen dependiendo del conjunto de fotogramas numerados como pares. Este ejemplo es diferente del ejemplo anterior en que el entrelazado de los conjuntos de fotogramas es inherente en la señal que se proporciona al codificador. Sin embargo, se aplican los mismos principios. Los fotogramas pares formarán el flujo de bits primario, los fotogramas impares el flujo de bits secundario o viceversa. Por supuesto, cuando se proporciona una señal todavía de mayor frecuencia, por ejemplo debido al uso de una cámara de 200 Hz, el número de conjuntos podría ser igual a cuatro, donde se genera un único flujo de bits primario de 50 Hz y tres flujos de bits secundarios.
Las figs. 14A y 14B muestran esquemas de codificación y decodificación para el modo de realización mostrado esquemáticamente en las figs. 12 y 13. Estos esquemas son en buena parte similares a los esquemas de las figs. 3A y 3B. En la fig. 14A se indica esquemáticamente una situación en la que se utiliza un decodificador especializado. Una cámara de 100 Hz CAM 100 Hz proporciona una señal como se muestra esquemáticamente en la fig. 12, en un codificador SVC (codificación de video escalable) se realiza un esquema de codificación como se muestra esquemáticamente en la fig. 13. La cámara proporciona así una señal entrelazada (esto es, fotogramas pares e impares con 100 Hz), que es recibida por el sistema de codificación 7, comprendiendo el sistema de codificación un codificador para comprimir uno de los conjuntos comprendidos en la señal entrelazada proporcionada por la cámara de 100 Hz en un conjunto autocontenido de fotogramas comprimidos. En el divisor BSS los fotogramas se adjuntan bien a un flujo de bits primario 0 × 1B o a un flujo de bits secundario 0 × 20 y en el multiplexor se dan diferentes códigos a los dos flujos de bits. Lo contrario se hace en el lado del decodificador 8. STB significa caja de adaptación. La señal decodificada final se alimenta a una televisión de 100 Hz. Un dispositivo de visualización de acuerdo con este modo de realización de la invención comprende un sistema de decodificación 8 y una televisión de 100 Hz. Un dispositivo de grabación de acuerdo con este modo de realización de la invención comprende un codificador 7 y una cámara.
La fig. 14B ilustra la situación cuando se utiliza una televisión de 50 Hz con un sistema de decodificación convencional correspondiente. El demultiplexor estándar reconocerá y aceptará el flujo de bits primario y lo enviará hacia delante hacia la televisión de 50 Hz. Este flujo de bits es autocontenido y tiene el formato y la frecuencia adecuados y proporcionará una calidad de imagen adecuada a la televisión de 50 Hz. El flujo de bits secundario es rechazado y no interfiere con el funcionamiento normal del sistema de televisión de 50 Hz.
En el modo de realización anterior el flujo SVC se divide a lo largo de la frecuencia (eje temporal). SVC permite igualmente dividir fotogramas a lo largo del eje de resolución y/o cuantificación (SNR, CGS (escalabilidad de grano grueso), FGS (escalabilidad de ganado fino)) y/o el eje de muestreo de color (4:4:4, 4:2:0, 4:2:2). En tales modos de realización ocurre igualmente el problema descrito anteriormente, es decir, el hecho de que un decodificador de video estándar tenga problemas manejando el flujo de bits de entrada, dicho de otro modo, se producen problemas de compatibilidad.
Dentro del marco de la invención, en su sentido más amplio, el flujo de video se divide en por lo menos dos flujos de bits, un flujo de video primario y uno secundario (véase la fig. 15), donde el flujo de video primario es autocontenido y el flujo de video secundario necesita del flujo de video primario para su decodificación, y en un multiplexor se proporciona un código estándar (0 × 1B) al flujo de video primario y proporciona un código diferente (0 × 20) al flujo de video secundario. La señal de datos de video se puede dividir a lo largo del eje de resolución donde el flujo de bits primario en la señal multiplexada comprende los datos para una capa de base, y el flujo de bits secundario en la señal multiplexada que está provisto de un código diferente comprende los datos de video para una capa de mejora
o capas de mejora.
El código proporcionado al flujo primario es un código estándar (por ejemplo, 0 × 1B o 0 × 01) y por tanto descifrable por cualquier MPEG estándar normal no escalable (para 0 × 01) o decodificador de video H.264 (para 0 × 1B) 9, mientras que un decodificador 8 especializado de acuerdo con la invención puede extraer toda las ventajas de la codificación escalable. La fig. 16A y la fig. 16B proporcionan un modo de realización de la invención que se puede aplicar para suministrar una señal de datos de video SDTV a una SDTV (televisión de definición estándar) como se muestra en la fig. 16B, y una señal de datos de video HDTV a una HDTV (televisión de alta definición) como se muestra en la fig. 16A.
La invención se realiza asimismo en cualquier producto de programa de ordenador para un procedimiento o dispositivo de acuerdo con la invención. Por producto de programa de ordenador se debe entender cualquier realización física de una colección de comandos que permite que un procesador genérico o de propósito especial, tras una serie de etapas de carga (que pueden incluir etapas intermedias de conversión, como traducción a un lenguaje intermedio, y un lenguaje final de procesador) obtener los comandos en el procesador, para ejecutar cualquiera de las funciones características de una invención. En concreto, el producto de programa de ordenador se puede realizar como datos en un soporte tal como, por ejemplo, un disco o una cinta, datos presentes en una
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memoria, datos que viajan en una conexión de red (por cable o inalámbrica), o un código de programa en papel. Además del código de programa, datos característicos necesarios para el programa se pueden realizar asimismo como un producto de programa de ordenador.
La invención se refiere asimismo dispositivos que comprenden un sistema de codificación de acuerdo con la invención, tales como dispositivos de grabación de video en 3D o dispositivos de grabación de video de alta resolución.
La invención se refiere asimismo a dispositivos de visualización que comprende un sistema de decodificación de acuerdo con la invención. Tales dispositivos pueden ser, por ejemplo, dispositivos de visualización de video en 3D o dispositivos de visualización de HDTV o dispositivos de visualización con resolución aumentada.
La invención se refiere además a una señal de datos de video multiplexada que comprende por lo menos dos señales de datos de video relacionadas con códigos distintos (0 × 01, 0 × 1B, 0 × 20), en donde una primera señal de datos de video (0 × 01, 0 × 1B) es una señal de datos de video autocontenida y por lo menos un segunda señal de datos de video (0 × 20) no lo es. Utilizando un demultiplexor es fácil tratar las dos señales de video relacionadas, aunque diferentes, de modo distinto sin tener que utilizar un decodificador para realizar la distinción. Para dispositivos estándares, tales como dispositivos de visualización de video en 2D estándares o un dispositivo SDTV, la señal autocontenida se puede enviar al decodificador, sin sobrecargar el decodificador con la segunda señal. El sistema de video especializado puede hacer un uso total de los datos en las dos señales de datos de video.
En resumen, la invención se puede describir como sigue:
Señales de datos de video se codifican de tal modo que la señal de datos de video codificada comprende por lo menos una señal de datos de video primaria y por lo menos una secundaria. La señal de datos de video primaria y la secundaria se comprimen conjuntamente. La señal de datos de video primaria se comprime de un modo autocontenido, y la señal de datos de video secundaria se comprime utilizando datos de la señal de datos de video primaria. La señal de datos de video comprimida conjuntamente se divide en flujos de bits separados, por lo menos un flujo de bits primario que comprende datos para la señal de datos de video primaria y por lo menos un flujo de bits secundario que comprende datos para la señal de datos de video secundaria, donde posteriormente los flujos de bits primario y secundario se multiplexan en una señal multiplexada, y se proporcionan códigos distintos a las señales primaria y secundaria.
Se debe apreciar que los modos de realización anteriormente mencionados ilustran antes que limitan la invención, y aquellos expertos en la técnica podrán diseñar muchos modos de realización alternativos sin apartarse del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.
En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia situado entre paréntesis no se debe construir como limitativo de la reivindicación.
La palabra “comprende” no excluye la presencia de otros elementos o etapas además de aquellos listados en la reivindicación. La invención se puede implementar mediante cualquier combinación de elementos de diversos modos de realización distintos preferidos como se describió anteriormente.
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Claims (1)

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ES08807668.2T 2007-09-24 2008-09-16 Procedimiento y sistema para codificar y decodificar una señal de video en 3D Active ES2536776T3 (es)

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EP07117057 2007-09-24
EP07117057 2007-09-24
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ES2536776T3 true ES2536776T3 (es) 2015-05-28

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